CN109974680A - 海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法 - Google Patents

海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法 Download PDF

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刘友乐
李金良
薛建良
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石浩
于岩
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Abstract

本发明公开了海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，包括以下方法步骤，a，水平位置距离测量；b，垂直位置测量；c，使用非接触式三维微观形貌仪在测量区域内进行坐标拾取；d，对采集的数据进行统计，然后进行立体模型塑造，立体模型量化处理，量化比例按照1:350比例进行；e，对制作模型进行二次测量，然后逆向进行实物测量复核，测量误差小于4mm，即完成测量。本发明通过利用激光跟踪仪及多种仪器组合，对海洋工程的现场设备进行准确测量，对生产制造精度、现场装配过程中的空间位置精度进行准确的测量，有效保证海洋工程设备的制造的精准度。

Description

海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其是海洋工程装备制造现场大尺寸原位测 量方法。
背景技术
海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的，并且工程主 ***于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。一般认为海洋工程的主要 内容可分为资源开发技术与装备设施技术两大部分，具体包括：围填海、海 上堤坝工程，人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程， 海底管道、海底电(光)缆工程，海洋矿产资源勘探开发及其附属工程，海 上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程，大型海水养殖 场、人工鱼礁工程，盐田、海水淡化等海水综合利用工程，海上娱乐及运动、 景观开发工程。
目前，在对海洋工程设备进行测量，存在着各种各样的测量环境，为了 实现点坐标、形貌特征、功能尺寸等不同类型的测量对象的精确测量，需要 采用较多的设备，并进行多种不同的计算方式，容易出现较多的测量误差， 准确性较差，并且效率较低，针对以上，在这里提出海洋工程装备制造现场 大尺寸原位测量方法。
发明内容
本发明为解决上述现象，采用以下改性的技术方案，海洋工程装备制造 现场大尺寸原位测量方法，包括以下方法步骤，
a，水平位置距离测量，首先将测量范围构建成水平矩形区域，并在矩形 区域四个边角处均安装激光跟踪仪，对激光跟踪仪进行参数设定，设定测角 中误差应小于±3"，测距中误差应小于8mm,相对中误差小于1/1800；
b，垂直位置测量：利用水准仪、水准标尺和激光铅垂仪，通过使用激光 铅垂仪进行准确定位垂直，再使用水准仪、水准标尺进行测量设备顶部与水 平地面的距离，高程控制点精度应不低于四等水准测量的精度要求，即高程 闭合差小于7.8cm；
c，使用非接触式三维微观形貌仪在测量区域内进行坐标拾取；
d，对采集的数据进行统计，然后进行立体模型塑造，立体模型量化处理， 量化比例按照1:350比例进行；
e，对制作模型进行二次测量，然后逆向进行实物测量复核，测量误差小 于4mm，即完成测量。
作为本发明的进一步优选方式，还包括，水平和垂直高度测量，首先在 地面找出四个控制点并形成一坐标系；并在设备顶部找出四个控制点；通过 将地面和设备顶部的控制点设为定位下测定点和上测定点，其中下测定点和 上测定点在同一外棱角线上；通过计算下测定点和上测定点的水平坐标位移 差及高程差的比值即得到制造设备的平面数据值。
作为本发明的进一步优选方式，所述非接触式三维微观形貌仪对建筑物 中特定的实体和反射参照点进行扫描，采集点云数据，通过标靶、明显地物 点拼接把测量区域构成一个整体，再通过将采集的水平数据和垂直数据进行 融合，获取建筑物立体结构信息。
作为本发明的进一步优选方式，所述激光跟踪仪包括激光跟踪头、靶标 反射球、控制计算机和测量软件，所述测量软件的测量误差控制在0.3-8mm。
作为本发明的进一步优选方式，步骤d中，在制作立体模型过程中，需 要对获取的测量数据进行预处理，剔除原始点中的错误点和含有粗差的点； 对步骤c中扫描获取的图像进行几何纠正。
作为本发明的进一步优选方式，所述水平矩形区域设为可整体进行平行 移位，在进行复核测量的过程中，可记录两个直角点坐标值，根据同一点两 次坐标值的差值，调整激光跟踪仪横向、纵向移动，使本次测量区域和上次 测量区域完全重合，扫描相同区域平面图，得到此线段的二维轮廓图，读出 并记录测试结果，将得到数据与制作模型进行对比参数。
本发明通过利用激光跟踪仪及多种仪器组合，对海洋工程的现场设备进 行准确测量，对生产制造精度、现场装配过程中的空间位置精度进行准确的 测量，有效保证海洋工程设备的制造的精准度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全 部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法， 包括以下方法步骤，
a，水平位置距离测量，首先将测量范围构建成水平矩形区域，并在矩形 区域四个边角处均安装激光跟踪仪，对激光跟踪仪进行参数设定，设定测角 中误差应小于±3"，测距中误差应小于8mm,相对中误差小于1/1800；
b，垂直位置测量：利用水准仪、水准标尺和激光铅垂仪，通过使用激光 铅垂仪进行准确定位垂直，再使用水准仪、水准标尺进行测量设备顶部与水 平地面的距离，高程控制点精度应不低于四等水准测量的精度要求，即高程 闭合差小于7.8cm；
c，使用非接触式三维微观形貌仪在测量区域内进行坐标拾取；
d，对采集的数据进行统计，然后进行立体模型塑造，立体模型量化处理， 量化比例按照1:350比例进行；
e，对制作模型进行二次测量，然后逆向进行实物测量复核，测量误差小 于4mm，即完成测量。
还包括，水平和垂直高度测量，首先在地面找出四个控制点并形成一坐 标系；并在设备顶部找出四个控制点；通过将地面和设备顶部的控制点设为 定位下测定点和上测定点，其中下测定点和上测定点在同一外棱角线上；通 过计算下测定点和上测定点的水平坐标位移差及高程差的比值即得到制造设 备的平面数据值。
所述非接触式三维微观形貌仪对建筑物中特定的实体和反射参照点进行 扫描，采集点云数据，通过标靶、明显地物点拼接把测量区域构成一个整体， 再通过将采集的水平数据和垂直数据进行融合，获取建筑物立体结构信息。
所述激光跟踪仪包括激光跟踪头、靶标反射球、控制计算机和测量软件， 所述测量软件的测量误差控制在0.3-8mm。
步骤d中，在制作立体模型过程中，需要对获取的测量数据进行预处理， 剔除原始点中的错误点和含有粗差的点；对步骤c中扫描获取的图像进行几 何纠正。
所述水平矩形区域设为可整体进行平行移位，在进行复核测量的过程中， 可记录两个直角点坐标值，根据同一点两次坐标值的差值，调整激光跟踪 仪横向、纵向移动，使本次测量区域和上次测量区域完全重合，扫描相同区 域平面图，得到此线段的二维轮廓图，读出并记录测试结果，将得到数据与 制作模型进行对比参数。
本发明的测量方法参数表格如下：表1
传统测量方法参数表格如下：表2
通过表格明显可以看出本发明的方法可以准确的进行测量，且更加效率， 方法更优。
综上，本发明通过利用激光跟踪仪及多种仪器组合，对海洋工程的现场 设备进行准确测量，对生产制造精度、现场装配过程中的空间位置精度进行 准确的测量，有效保证海洋工程设备的制造的精准度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于 本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限 制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于：包括以下方法步骤，
a，水平位置距离测量，首先将测量范围构建成水平矩形区域，并在矩形区域四个边角处均安装激光跟踪仪，对激光跟踪仪进行参数设定，设定测角中误差应小于±3"，测距中误差应小于8mm,相对中误差小于1/1800；
b，垂直位置测量：利用水准仪、水准标尺和激光铅垂仪，通过使用激光铅垂仪进行准确定位垂直，再使用水准仪、水准标尺进行测量设备顶部与水平地面的距离，高程控制点精度应不低于四等水准测量的精度要求，即高程闭合差小于7.8cm；
c，使用非接触式三维微观形貌仪在测量区域内进行坐标拾取；
d，对采集的数据进行统计，然后进行立体模型塑造，立体模型量化处理，量化比例按照1:350比例进行；
e，对制作模型进行二次测量，然后逆向进行实物测量复核，测量误差小于4mm，即完成测量。
2.根据权利要求1所述的海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于，还包括，水平和垂直高度测量，首先在地面找出四个控制点并形成一坐标系；并在设备顶部找出四个控制点；通过将地面和设备顶部的控制点设为定位下测定点和上测定点，其中下测定点和上测定点在同一外棱角线上；通过计算下测定点和上测定点的水平坐标位移差及高程差的比值即得到制造设备的平面数据值。
3.根据权利要求1所述的海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于，所述非接触式三维微观形貌仪对建筑物中特定的实体和反射参照点进行扫描，采集点云数据，通过标靶、明显地物点拼接把测量区域构成一个整体，再通过将采集的水平数据和垂直数据进行融合，获取建筑物立体结构信息。
4.根据权利要求1所述的海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于，所述激光跟踪仪包括激光跟踪头、靶标反射球、控制计算机和测量软件，所述测量软件的测量误差控制在0.3-8mm。
5.根据权利要求1所述的海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于，步骤d中，在制作立体模型过程中，需要对获取的测量数据进行预处理，剔除原始点中的错误点和含有粗差的点；对步骤c中扫描获取的图像进行几何纠正。
6.根据权利要求1所述的海洋工程装备制造现场大尺寸原位测量方法，其特征在于，所述水平矩形区域设为可整体进行平行移位，在进行复核测量的过程中，可记录两个直角点坐标值，根据同一点两次坐标值的差值，调整激光跟踪仪横向、纵向移动，使本次测量区域和上次测量区域完全重合，扫描相同区域平面图，得到此线段的二维轮廓图，读出并记录测试结果，将得到数据与制作模型进行对比参数。
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